[工学]扩展频谱通信_3.ppt

* 南京航空航天大学 信息科学与技术学院 第2.8节 信息的发送 空号—传号所占用信道的对称性 * 南京航空航天大学 信息科学与技术学院 2.6 混合式扩频系统 直扩系统的远—近效应： 定义：接收机R1受到邻近电台T2的强干扰而导致与发射机T1之间的通信质量下降的情况，两条链路远—近原理如下图所示。 直扩系统解决远近效应的有效方法是： A、进行功率控制； B、采用混合通信系统。 * 南京航空航天大学 信息科学与技术学院 第2.6节 混合式扩频系统 ?跳频扩展频谱系统由于其载波频率是跳变的，只有当网内用户的跳频频率出现相互重叠的时候才引起远近效应。因此，跳频扩展频谱系统的远近效应远比直接扩展频谱系统的要小。 ? 为了解决远近效应的影响，还可以采用跳时系统。 * 南京航空航天大学 信息科学与技术学院 第2.6节 混合式扩频系统 利用发射信号时间的不同。在时间上避免 网内用户信号的相互重叠，从而免除了近端大功率信号对远端小功率信号的干扰影响。 ??? 因此，在移动通信环境中，为了消除远近效应对通信系统的影响，多采用混合式扩展频谱通信系统，如跳频／跳时扩展频谱通信系统。若综合考虑抗干扰性能时，可采用直扩／跳频／跳时(DS／FH／TH)混合式扩展频谱系统。 * 南京航空航天大学 信息科学与技术学院 第2.6节 混合式扩频系统 3、多径传播环境 多径效应是指由于电波传播过程中的多条路径使到达接收端的信号产生衰落与展宽的现象。在短波的天波传播通信以及城市地面移动通信中，都存在着严重的多径效应。因此，它们属于典型的多径传播环境。短波电离层信道的传播时延约在0.1 － 2ms；移动通信中的传播时延因地形地物的限制而不同。开阔地区＜0.2ms，郊区约为0.5ms，市区约为3ms。 * 南京航空航天大学 信息科学与技术学院 第2.6节 混合式扩频系统 直接序列扩展频谱通信系统由于采用相关接收，它具有抗多径效应的能力。跳频系统由于其载波频率的跳变起到频率分集的作用从而也具有一定的抗多径效应的能力。对于跳时系统，可以看作是对信号进行时间分集接收。但是这三种系统的抗多径能力都是在一定的条件下才成立的： 直接序列扩频系统要求码片宽度小于或等于最小的传播时延；跳频系统要求跳频频率间隔要大于相关带宽，并采用快跳频，即保证每一比特信息应在一跳或多跳中传输。对跳时系统，也要求每一比特信息应在一跳或多跳中传输。只有这样才能起到分集的效果。 * 南京航空航天大学 信息科学与技术学院 第2.6节 混合式扩频系统 例如一般，直接序列的码片宽度要＜0.2ms还是容易达到的，它只需码片速率为5Mchip／s。对于跳频速率要等于或大于信息比特速率，比如说大于或等于 16kbit／s，就不很容易实现，因为跳速要等于或大于1.6万次／秒。跳时系统也存在类似快速的问题。直接序列扩频系统虽然容易满足抗多径的条件，具有良好的抗多径能力，但它不适于移动通信环境。因此，移动通信抗多径的环境下，以混合式扩展频谱系统为好。比如说，直扩与跳频，直扩与跳时，直扩、跳频与跳时的组合。 * 南京航空航天大学 信息科学与技术学院 第2.6节 混合式扩频系统 4、 多网工作环境 ???组网通信中，存在两个问题: ?????一、是网内可容纳的用 户地址数目; ?????二、是可承受网间干扰的能力。 对于直扩系统，网内同时可工作的地址数与系统的处理增益成正比。当处理增益给定时，网内用户数也就一定了。否则，会使网内的干扰加重，影响通信质量。若是多个直接扩频网工作时，则存在网间干扰问题。这将限制允许建网的数目。 * 南京航空航天大学 信息科学与技术学院 第2.6节 混合式扩频系统 对于跳频系统，若按正交组网方式，可组网的数目等于跳频频率的数目；若按非正交组网方式，可组网的数目约等于跳频频率数目的四分之一。通常，跳频频率数是有限的，因此，可组网数也是受限的。 为了满足多个网、大用户容量和抗干扰的要求，常采用混合式扩频系统来解决。在数字通信系统，还可采用时分多址、跳时、直扩加跳频的混合系统来实现多网、多用户、高质量、抗干扰的通信。 * 南京航空航天大学 信息科学与技术学院 第2.6节 混合式扩频系统 综上所述，混合式扩展频谱系统适用于： 高抗干扰性能要求的系统，特别是军事信息系统。 抗多径、抗衰落信道条件的系统，特别是移动通信和天波传播的短波通信系统。 多网、极多用户以及通信与测距等综合信息与导航定位系统。 综合优化性能价格比的系统。 * 南京航空航天大学 信息科学与技术学院 第2.7节 扩频系统频率合成器 2.7.1 跳频频率合成器的特点 频率合成器是跳频系统的核心,其频率总数和跳速决定了系统抗干扰能力. 跳频频率合成器与普通频率合成器的最